книги / Производство керамзита

аи=24,4 ккал/(м2-ч-°С); или 28,37 Вт/(м2-°С); а2= 12,8 ккал/(м2-ч-°С), или 14,88 Вт/(м2-°С);

504кДж/кг.

Общий тепловой баланс вращающейся печи с холодильником.

Расходные статьи теплового баланса. 1. Расход теплоты на испа­ рение влаги из сырца

^н,о = ^н 3о ~ ^,372-597 = 222 ккал/кг, или 932,4 кДж/кг.

2.Тепловой эффект керамзитообразования 215,11 ккал/кг, или

903.4кДж/кг.

3.Потери теплоты с отходящими газами (/о.г=250°С)

+ к . (а — 1)СВ] xto.r + (КНз0 Сн2о + Vlo, <чо,> 'о.г =

=(1,013-0,427+1,976 • 0,364+7,764 - 0,31+7,6 • 0,3—12)*т• 250+

+(0,569-0,367+0,0215-0,427) -250= (0,435+0,7+2,41+2,37) -250хт+

+(0,208+0,00915) • 250=5,935 • 250*т+0,217 • 250= 1483,75хт+

+54,25 ккал/кг, или 6230хт+227,85 кДж/кг.

4. Потери теплоты с керамзитом на выходе из холодильника с учетом ввода опудривающей добавки (8 % Gc)

QK= GKct= 1 - 0,18680= 14,9+1 • 0,08• 0,2• 80=

=1,3+14,9=16,2 ккал/кг, или 67,82 кДж/кг.

5.Потери теплоты в окружающую среду

Qo.jc= 120 ккал/кг, или 502,35 кДж/кг.

6. Потери теплоты с воздухом, выбрасываемым в атмосферу из холодильника,

Qb = 6 cb0,6^b= 29+26,5*т ккал/кг, или 121,4+110,9хт кДж/кг,

где С?св*0,6 — избыточное количество воздуха, подаваемого в хо­ лодильник.

Общий расход теплоты 2QP = 1510,25хт+656,56 ккал/кг, или 3174.6 кДж/кг.

Приходные статьи теплового баланса. 1. Приход теплоты в ре­ зультате горения топлива

QT= QpM*T = 8560;tTккал/кг, или 41 670хт кДж/кг.

2.Приход теплоты с воздухом из аэрожелоба

а= 1,4-0,7 = 0,7, /в= 196 °С,

Q"b= GBcBtB= 9,51 0,0908 <0,70 • 0,31 • 196=36,9 ккал/кг, или 154,49 кДж/кг.

3. Приход теплоты с воздухом, подсасываемым через уплот­ нение, при а = 0,2; /В=15°С:

Q'"B= 9,51-0,0908-0,2-0,31 • 15=8 ккал/кг, или 33,48 кДж/кг.

4.Приход теплоты в результате горения топлива — 775 ккал/кг, или 3244,77 кДж/кг.

5.Приход теплоты с материалом из зоны подогрева при /м =

=350 °С:

Qu = GMcutJd = 1,12-0,26-350= 102 ккал/кг, или 496,5 кДж/кг.

6. Физическая теплота топлива

Q*T== 0,334 ккал/кг, или 1,4 кДж/кг.

7. Приход теплоты в результате образования соединений желе­ за и алюмосиликатов'

Qk=6,32+34,37 = 40,69 ккал/кг, или 170,36 кДж/кг.

Сумма приходных статей

2Qn = 1039 ккал/кг, или 4350 кДж/кг.

Расход теплоты. 1. Расход теплоты на образование жидкой фа­ зы Qp3= 40 ккал/кг, или 167,47 кДж/кг.

2.Расход теплоты на декарбонизацию СаС03 и MgC03, содер­ жащихся в глине, QpA= 24,4 ккал/кг, или 102 кДж/кг.

3.Потери теплоты с керамзитом, уходящим в холодильник,

Qk= GKcKtK= 1• 0,2-1000=200 ккал/кг, или 837,4 кДж/кг.

4. Потери теплоты в окружающую среду 68,7 ккал/кг, или

287,6 кДж/кг.

5. Расход теплоты на дегидратацию глинистых минералов сырья 138 ккал/кг, или 577,8 кДж/кг.

6. Потери теплоты с газами, отходящими из зоны вспучивания (а= 1,6),

Qo.r= G0.rct (16,463*т+0,217)0,332= 0,566/* ккал/кг, или 2,37/* кДж/кг.

Сумма расходных статей

2QP = 471,1+0,566/* ккал/кг, или 1972,4+2,37/* кДж/кг; /*= 568/0,566 «1000 °С.

Тепловой баланс зоны подогрева. Приход теплоты. 1. Приход теплоты с газами из зоны вспучивания 569 ккал/кг, или 2378,1 кДж/кг.

2. Приход теплоты с воздухом, подсасываемым через уплот­ нение,,

QB= 6 ккал/кг, или 25,12 кДж/кг.

Q0 г= (18,353*т+0,217) 0,415/*= (18,353 0,0908+0,217)0,415/*=* =0,782/* ккал/кг, или 3,27/* кДж/кг.

Сумма расходных статей:

2QP= 121,5+0,782/* ккал/кг, или 508,7+3,27/* кДж/кг; /*=492,9/0,782=630 °С.

Тепловой баланс зоны испарения. Приход теплоты. 1. Приход теплоты с газами из зоны подогрева 492,9 ккал/кг, или 2063.7 кДж/кг.

2. Физическая теплота материала 6,56 ккал/кг, или 27,5 кДж/кг. Сумма приходных статей 2Qn= 499,5 ккал/кг, или 2091,2 кДж/кг. Расход теплоты. 1. Потери теплоты с материалом, уходящим

38.5кДж/кг.

4.Расход теплоты на нагрев влаги сырья 37,2 ккал/кг, или

155.7кДж/кг.

5.Потери теплоты с отходящими газами 189,25 ккал/кг, или

792,3 кДж/кг.

6. Невязка баланса 1,45 ккал/кг, или 6 кДж/кг. Сумма расход­ ных статей 2QP = 499,5 ккал/кг, или 2091,3 кДж/кг.

В табл. 21 сопоставлены расчетные показатели рас* хода теплоты на обжиг керамзита при нормальных уело* виях с температурой отходящих из печи газов 200 °С и избытке воздуха а = 1,05 и при отклонениях — темпера* туре отходящих газов 500—700 °С и избытке воздуха а, равного 1,65 и 2.

Из данных расчета теплового баланса видно, что теоретически потребная теплота для обжига керамзита составляет всего около 800—950 ккал/кг, илй 3350— 3977.5 кДж/кг. Вместе с тем результаты расчетов (см. табл. 21) показывают, как могут возрастать расходы теплоты только при увеличении избытка воздуха и тем­ пературы отходящих из печи газов. Так, если при тем-

Т-\

бывает на плохо работающих вращающихся печах, рас­ ход теплоты возрастает до 1500 ккал/кг (6280 кД ж /кг), т. е. более чем в 2 раза. Если к тому же и другие потери теплоты завышены, например в окружающую среду при недостаточной изоляции корпуса печи, с горячим керам­ зитом и т. д., то расходы теплоты иногда увеличиваются в 2,5—4 раза и достигают 2500—2900 ккал/кг (10 647—

12142 кДж/кг).

Втабл. 22 приведены сводные тепловые балансы вра-

щающихся печей Лианозовского керамзитового завода и Братиславского керамзитового завода в ЧССР, со­ ставленные на основании их теплотехнического обследо­ вания ВНИИстромом, НИИжелезобетоном и НИИСтрой материалов (г. Брно).

Сравнение основных показателей тепловых балансов показывает большой перерасход топлива. Так, хотя рас­ ход теплоты из печи № 2 Лианозовского завода снижен до 1516 ккал/кг (6347 кД ж/кг), все же имеются большие резервы для дальнейшего улучшения ее работы. И это убедительно подтверждается опытом того же завода. Достаточно было снабдить вращающиеся печи теплооб­ менным устройством, устроить пороги и улучшить конст­ рукцию горелки, как расход топлива на тех же печах был доведен до 1350— 1410 ккал/кг (5652—5903кДж/кг). К сожалению, теплообменники и другие устройства, рез­ ко улучшающие экономические показатели обжига ке­ рамзита, еще не получили массового применения.

Анализ тепловых балансов и передовой опыт керам­ зитовых предприятий позволяют наметить основные пу­ ти рационализации обжига керамзита.

Основной источник экономии топлива — снижение теплопотерь с отходящими из печи газами и в окружаю­ щую среду, все еще составляющих около 1000— 1300 ккал/кг (4187—5443 кД ж /кг).

Этого можно достигнуть прежде всего за счет более полного использования отходящих газов на сушку и предварительный подогрев материала; резкого сниже­ ния их температуры на выходе из печи; радикального снижения избытка воздуха, на бесполезный нагрев ко­ торого затрачивается огромное количество теплоты;

<r)

Рис. 54. Виды теплообменников

а —схема внутрипечного теплообменника вращающейся печи Волгоцеммаша: / —обечайка печи; 2 —места крепления теплообменных элементов; 3 —выход керамзита; 4 —теплообменные элементы; б —теплообменник в виде, рифленой Футеровки, установленный во вращающейся печи Белгородского КСМ: в — внутри печной трубчатый теплообменник НИИкерамзита; / —корпус печи; 2~- трубы теплообменника; 3 —крепления

ликвидации подсосов третичного воздуха; уменьшения теплопотерь в окружающую среду. Другой существен­ ный источник сокращения теплоты на обжиг керамзи­ т а — регенерация теплоты остывающего керамзита и ис­ пользование его на подогрев топлива и воздуха, направ­ ляемых в печь. Только снижение температуры отходя­

потерь в окружающую среду позволят добиться сокра­ щения расхода теплоты минимум на 20—35 %.

Реализация указанных мер потребует широкого внед^ рения передового опыта керамзитовых предприятий и ряда технических решений по дальнейшему улучшению